Flere detaljerte funksjoner i datanett

Presentasjon om: "Flere detaljerte funksjoner i datanett"— Utskrift av presentasjonen:

1 Flere detaljerte funksjoner i datanett
Foreleser: Kjell Åge Bringsrud INF1060

2 Ennå litt mer detaljer:
IP Adressering TCP, UDP Øvre lag Applikasjonsprotokoller INF1060

3 Internett “Best-effort” overføring
IP IP Nett Nett Internett INF1060

4 IP tjeneste-modellen forbindelsesfri transport (datagram transport)
et IP-datagram er ende-til-ende invariant “best-effort” overføring ingen garanti for vellykket overføring: pakker kan bli borte (sjekksumfeil & rutefeil) pakker kan komme frem i gal rekkefølge pakker kan dupliseres pakker kan forsinkes unormalt INF1060

5 Formatet til IP-hodet Vers. Hlen TOS Length Ident Flags Offset
Vers. Hlen TOS Length Ident Flags Offset TTL Proto Checksum SourceAddr DestinationAddr Opsions (variable) Pad Data INF1060

6 Formatet til IP-hode Version (4): = 4
Hlen (4): antall 32-bits ord i IP hode TOS (8): tjeneste type (type of service)(lite brukt) Length (16): antall bytes, inkludert hode Ident (16): sekvensno. for dette datagrammet Flags/Offset (16): benyttes ved fragmentering Protocol (8): demux nøkkel (TCP=6, UDP=17) Checksum (16): checksum av hele hode DestAddr & SourceAddr (32) INF1060

7 IP addresses and hostnames
More exactly fully qualified host names Look like niu.ifi.uio.no Host niu In subdomain ifi, Institutt for Informatik In domain uio, Universitet i Oslo In top level domain no, Norway Who decided this? .no - IANA gave it to Uninett (”Internet Assigned Numbers Authority”) .uio - Uninett gave it to UiO .ifi - USIT, UiO’s drift, gave it to IFI niu - IFI drift gave it to the machine INF1060

8 Adressestrukturer (IPv4)
formatet; 32 bit (4 oktetter): uten struktur  problematisk ruting globalt unike adresser hierarkisk: nettverks-id + vert-id 24 0 nett vert Klasse A 16 Dot notasjon: 10 nett vert Klasse B 8 110 nett vert Klasse C INF1060

9 Adressestrukturer (IPv4)
Multicast Klasse D adresserer alle systemer i et LAN adresserer alle rutere i et LAN adresserer alle OSPF-rutere i et LAN INF1060

10 Subnetting Nett 1 : 129.240.0.0 Destin-addr: 129.240.002.35
subnett 1: Nett-maske = subnett 2: subnett 3: & > subnetting innfører et nytt adressenivå nett-masken identifiserer subnett-adressen subnett er bare synlige innenfor lokalområdet det er fullt mulig med flere subnett på samme fysiske nett INF1060

11 Tilbakeblikk OSI Referansemodellen: A B 2 3 5
lagdelt / abstraksjonslag et lag bygger på laget under og tilbyr en verdiøket tjeneste A B 2 3 5 Ende-til-ende Transport Transport Nett Nett Link Link Fysisk Fysisk Kommunikasjonsmedium INF1060

12 Transportlaget; egenskaper
Det nederste laget i referansemodellen med ende-til-ende kontroll Transportlaget er hjertet i kommunikasjonen – står som garantist for pålitelighet Transportlaget fjerner den siste rest av nettavhengighet Transport Ende-til-ende Transport Datanett INF1060

13 Grunnleggende transport-protokoll problemer
For at transport-protokollen skal kunne garantere pålitelighet, må den kunne takle de verst tenkelige situasjoner Pålitelig etablering av en forbindelse: Skille mellom gamle og nye instanser av en forbindelse ”kræsj”-problematikker Pålitelig nedkopling av en forbindelse: Uten tap av data Halvt åpne forbindelser Flyt-kontroll Ende-til-ende maskin Maskin-til-nett ”kræsj”-problemer INF1060

14 Internett arkitekturen
FTP HTTP NV TFTP Applikasjon TCP UDP Transport ICMP Internet IP ARP Nettverk Nett1 Nett2 Nett3 INF1060

15 Pålitelig byte-strøm TCP (Transmission Control Protocol)
INF1060

16 Funksjoner TCP forbindelses-orientert
støtter en oktett-strøm mellom to prosesser full dupleks flyt-kontroll hindrer sender å oversvømme mottaker demultipleksing metnings-kontroll hindrer sender å oversvømme nettet INF1060

17 Segment format Pseudo-header Flags: SYN FIN ACK RESET PUSH URG
SrcPort DestPort SequenceNum Acknowledgement HdrLen 0 Flags Adv.Window CheckSum UrgPointer Options (variable) Data Checksum: pseudo header + tcp header + data INF1060

18 ”Upålitelig” overføring UDP (User Datagram Protocol)
INF1060

19 Enkel multiplekser/ demultiplekser (UDP)
tilbyr multipleksing og demultipleksing ved hjelp av “Service aksess punkter” kalt porter; ingen flytkontroll; tjener-siden lytter på velkjente porter checksum: valgbar Pseudo-hode SrcPort DestPort Checksum Length Data Src-address Dest-address 0 Protocol Length INF1060

20 UDP Standard overføringskvalitet
forbindelsesfri transport (datagram transport) “best-effort” overføring ingen garanti for vellykket overføring: pakker kan bli borte (sjekksumfeil & rutefeil) pakker kan komme frem i gal rekkefølge pakker kan dupliseres pakker kan forsinkes unormalt INF1060

21 System arkitektur Tjener Klient B r u k e Navne tjener LAN LAN Disk
Komm. Prog. vare Komm. Prog. vare LAN LAN Internett INF1060

22 Network applications: some jargon
A process is a program that is running within a host. Within the same host, two processes communicate with interprocess communication defined by the OS. Processes running in different hosts communicate with an application-layer protocol A user agent is an interface between the user and the network application. Web:browser mail reader streaming audio/video: media player INF1060

23 Vanlige applikasjons-behov
garantere avlevering av pakker tillate vilkårlige pakkestørrelser avlevere pakker i riktig sekvens avlevere kun en kopi av hver pakke synkronisere samarbeidende prosesser til hverandre utøver flytkontroll støtte mange applikasjonsprosesser i hver vert INF1060

24 Oktett-strøm mellom applikasjonsprosesser
Applik. pros Applik. pros TCP TCP send buffer receive buffer Segm. 3 Segm. 2 Segm. 1 INF1060

25 Funksjonelle behov applikasjonsprosessenes behov:
navning av maskiner og tjenester konvertering av navn til addresser tilgang til kommunikasjonstjenesten (API): service aksess punkt (SAP); virtuelt tilknytningspunkt mellom applikasjonsprosess og komm.hierarkiet etablering, bruk, og nedkopling av forbindelser spesifisere kvalitets-krav INF1060

26 Overførings-syntaks inhomogene ende-systemer
ulik hardware ulike operativsystemer ulike programerings-språk kommunikasjonen over nettet må foregå i en syntaks som begge sider oppfatter på samme måten INF1060

27 Eksempel; hardwareforskjeller
Integerverdien Mest signif. Minst signif. Big-endians Byte 4 Byte 1 Small-endians Minst signifik. Mest signifik. INF1060

28 Overføringssyntaks Data må overføres i en overføringssyntaks
Applik. data Applik. data Presentasjons koding Presentasjons dekoding Pakke 1 Pakke 2 Pakke 3 Data må overføres i en overføringssyntaks som begge sider oppfatter på samme måte! INF1060

29 Marshalling/serialisering
Applikasjonens datastruktur Marshalling konvertering serialisering innpakking Serialisering INF1060

30 ASN.1 eksempler Integer > 65 535
32-bits maskin; representert i et 32-bits ord 16-bits maskin; representert i to 16-bits ord Hver datatype kodes ved overføring: Primitive typer: Bolean Integer Bit streng Oktett streng Null Objekt ID Objekt deskrip. Real Struktur typer Type Lengde Verdi Type lengde type lengde verdi type lengde verdi INT B1 B2 B3 B4 INF1060

31 Remote Procedure Call (RPC)
Directory(Name) Server export import Client (3) (1) Server (2) (7) proc Client stub stub (8) (12) (6) (9) (11) (4) transp transp net net (5) (10) INF1060

32 The Web: the http protocol
http: hypertext transfer protocol Web’s application layer protocol client/server model client: browser that requests, receives, “displays” Web objects server: Web server sends objects in response to requests http1.0: RFC 1945 http1.1: RFC 2068 http request PC running Explorer http response http request Server running NCSA Web server http response Port 80 is default for http server. Mac running Navigator INF1060

33 The http protocol: more
http is “stateless” server maintains no information about past client requests INF1060

34 delivery INF1060

35 Noen viktige begreper databit samles i pakker (1000  10.000 bit)
noder eller pakke-svitsjer mellom-lagring og fremsending asynkron kommunikasjon virtuelle linjer eller datagram minst to linjer ut fra hver node endesystemer med et stort antall tjenester INF1060

36 Viktige funksjoner Viktige og nødvendige funksjoner
adressering, ruting, og fremsending deteksjon og korreksjon av feil ende-til-ende pålitelighet metningskontroll multicasting overføringskvalitet INF1060